Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug mit pendelbeweglicher Achse nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Aus der gattungsbildenden DE 10 2007 025 598 A1 (EP 1 997 654 A2) ist eine als Mähdrescher ausgeführte landwirtschaftliche Arbeitsmaschine bekannt geworden, deren Hinterachse pendelbeweglich am Chassis des Mähdreschers angeordnet ist. In einer Ausgestaltungsvariante ist die lenkbare Räder umfassende Hinterachse über zwei schwenkbewegliche Lenker an dem Chassis angeordnet. Die Geometrie der Lenker ist so beschaffen, dass die Hinterachse bodenunebenheitsbedingt eine Pendelbewegung um eine virtuelle Pendelachse ausführen kann, wobei die Pendelbewegung zugleich eine Verschiebung der Hinterachse quer zur Fahrtrichtung der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine bewirkt. Diese Bewegung hat den Effekt, dass eine Kollision der gelenkten Räder mit den den Rädern benachbarten Bereichen des Chassis vermieden wird, sodass Bodenunebenheiten nicht zur Reduzierung des möglichen Lenkeinschlags führen. Da die pendelbewegungsbedingte Querverschiebung nur in unebenem Gelände erfolgt, hängt der mögliche Lenkwinkeleinschlag in der Ebene von den verfügbaren Freiräumen der gelenkten Räder zu den Verkleidungsteilen des Chassis ab. Dieser verfügbare Freiraum nimmt mit zunehmender Maschinengröße erheblich ab, da einerseits die komplexer gestalteten Arbeitsorgane der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine mehr Bauraum benötigen und zum anderen die höheren Maschinenmassen größere Räder erfordern. Im Ergebnis führt dies dazu, dass der in der Ebene umsetzbare maximale Lenkwinkel abnimmt.

Aus der EP 1 154 925 ist eine weitere Pendelachsstruktur bekannt geworden, bei der die Hinterachse über eine Schwenkachse am Chassis der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine angelenkt ist, sodass die Räder der Hinterachse Bodenunebenheiten folgen können. Diese weit verbreitete Struktur von Pendelachsen hat jedoch den Nachteil, dass sich die Hinterachse bei Bodenunebenheiten auf einer Kreisbahn um die Pendelachse bewegt, sodass die oberen Bereiche der hangaufwärts liegenden Laufräder jeweils in Richtung der Verkleidungsteile des Chassis bewegt werden. Zur Vermeidung dieser Kollisionen wird in der EP 1 154 925 eine Achsstruktur vorgeschlagen, bei der einerseits der Achsschenkelbolzen in Vorwärtsfahrtrichtung vor der Achszapfennabe positioniert ist und zugleich die gelenkten Laufräder teleskopierbar im Achskörper fixiert sind. Während die Position des Achsschenkelbolzens in engen Grenzen eine Umsetzung größerer Lenkwinkel ermöglicht, wird der eigentliche Effekt dadurch erzielt, dass die Laufräder im Arbeitsbetrieb seitlich aus der Hinterachse herausgezogen werden können, sodass die Räder einen größeren Abstand zu den Verkleidungsteilen des Chassis einnehmen. Ein derartiger Umbauprozess ist aufwendig, da die Maschine hierfür zumindest im Bereich der Hinterachse angehoben werden muss. Zudem lässt sich vor dem Befahren eines Felds nur schwer abschätzen mit welchen Bodenunebenheiten gerechnet werden muss, sodass die ausgefahrene Position der gelenkten Räder nicht mit den tatsächlich zu durchfahrenden Bodenunebenheiten korrespondieren muss. Dies führt im Ergebnis dazu, dass trotz der geänderten Achsschenkelposition in unebenem Gelände Kollisionen der gelenkten Räder mit den Verkleidungsteilen des Chassis auftreten können.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung die beschriebenen Nachteile des Standes der Technik zu vermeiden und insbesondere eine Achsstruktur vorzuschlagen, die sowohl in ebenem als auch in unebenem Gelände die Umsetzung großer Lenkeinschläge ermöglicht, ohne dass die gelenkten Räder mit dem Chassis des Fahrzeugs kollidieren.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Indem das Fahrzeug zumindest eine dem Chassis zugeordnete, Laufräder tragende Vorderachse und einer der Vorderachse in Vorausfahrtrichtung nachgeordnete, zumindest zwei lenkbare Räder tragenden Hinterachse umfasst, wobei die Hinterachse quer zur Fahrrichtung pendelnd am Chassis angelenkt ist und zumindest einen Achskörper umfasst und Bereiche des Chassis den Rädern der Hinterachse wenigstens teilweise benachbart zugeordnet sind, wobei die Hinterachse mittels einer eine quer zur Fahrtrichtung orientierte Verschiebung der Hinterachse ermöglichenden Pendelvorrichtung mit dem Chassis gekoppelt ist und jedes Rad der Hinterachse mittels einer eine quer zur Fahrtrichtung orientierte Verschiebung jedes Rades ermöglichenden Schwenkvorrichtung mit dem Achskörper der Hinterachse gekoppelt ist, wobei die Schwenkvorrichtung drehfest mit dem Achskörper verbundene gabelförmige Schwenklagerungen zur Schwenkbeweglichen Aufnahme der jedem Rad zugeordneten Achsschenkelbolzen umfasst, die frei drehbar von dem jeweiligen Achsschenkel und einem diesem unter einem Winkel angeformten Spurstangenbefestigungsteil umgriffen werden, welche an ihren freien Enden jeweils gelenkig eine Spurstange aufweisen, die anderenends schwenkbeweglich mit einem Lenkzylinder verbunden sind, wird sichergestellt, dass das Fahrzeug sowohl in ebenem als auch in unebenem Gelände große Lenkeinschläge realisieren kann, ohne dass die gelenkten Räder mit dem Chassis des Fahrzeugs kollidieren.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Pendelvorrichtung als Koppelgetriebe ausgebildet ist, wobei durch hangneigungsbedingte Bewegung der Koppelglieder des Koppelgetriebes die quer zur Fahrtrichtung orientierte Verschiebung der Hinterachse bewirkt wird. Eine solche Ausführung hat insbesondere den Vorteil, dass die Position der Hinterachse unmittelbar auf die konkrete Bodenneigung reagiert, sodass unabhängig von der Intensität der Bodenneigung eine Kollision der gelenkten Räder mit dem Chassis stets vermieden wird.

Eine Kollision der gelenkten Räder mit dem Chassis wird in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung auch dadurch sicher vermieden, dass die Verschiebung der Hinterachse eine Vergrößerung des Abstandes des in Verschieberichtung liegenden Rades zu dem ihm benachbarten Bereich des Chassis bewirkt, während das weitere Rad unter den diesem Rad benachbarten Bereich des Chassis verschwenkt wird.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Koppelglieder als paarweise angeordnete Lenker ausgebildet, die jeder mit dem Achskörper und dem Chassis durch obere und untere Gelenke verbunden sind, wobei der Abstand zwischen den oberen Gelenken der Lenker kleiner ist als der Abstand zwischen den unteren Gelenken derselben. Eine solche Struktur hat insbesondere den Vorteil, dass auch in unebenem Gelände eine kraftgerechte Struktur erhalten bleibt, die auf kurzem Weg die Stützlasten des Fahrzeugs auf den Boden überträgt. Diese Effekte werden auch dadurch noch intensiviert, wenn in einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung die oberen und unteren Gelenke jedes der paarweise angeordneten Lenker denselben Abstand zueinander haben und dieser Abstand jeweils geringer ist als der Abstand der unteren Gelenke zueinander.

Gemäß der Erfindung ist die Schwenkvorrichtung als Koppelgetriebe ausgebildet, wobei durch Aktivierung der Bewegung der Koppelglieder des Koppelgetriebes die quer zur Fahrtrichtung orientierte Verschiebung der Räder der Hinterachse zu deren Achskörper bewirkt wird. Eine derartige Struktur der Adaptierung der gelenkten Räder an dem jeweiligen Achskörper hat vor allem den Vorteil, dass unmittelbar in Abhängigkeit von dem gewählten Lenkeinschlag eine Querverschiebung der Position der gelenkten Räder stattfindet und die seitliche Lageänderung um so größer sein wird, je größer der Lenkeinschlag ist.

Eine konstruktiv einfache und damit kostengünstige Koppelgetriebestruktur wird in einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dann erreicht, wenn das Koppelgetriebe der Schwenkvorrichtung zumindest folgende Koppelglieder umfasst:

• eine jedem Rad zugeordnete und an der Hinterachse befestigte Schwenklagerung,
• einen Achsschenkelbolzen, der schwenkbeweglich von der Schwenklagerung aufgenommen wird
• einem in eine Achsschenkelnabe mündenden Achsschenkel, der drehbar mit dem Achsschenkelbolzen verbunden ist und die Achsschenkelnabe das jeweilige Rad aufnimmt und
• der Achsschenkelbolzen bezüglich der Vorausfahrtrichtung vor dem jeweiligen Achsschenkel angeordnet ist.

Indem jedes Koppelgetriebe der Schwenkvorrichtung ein jeder Schwenklagerung zugeordnetes Spurstangenbefestigungsteil zur schwenkbeweglichen Aufnahme einer Spurstange umfasst, wird auf einfache Weise die zwangsweise Rückführung der gelenkten Räder auf die Geradeausspur in die erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung integriert.

Auf technisch bewährte und konstruktiv einfache Weise wird die Lenkbewegung der gelenkten Räder dadurch realisiert, dass der Hinterachse ein als doppeltwirkender Hubzylinder ausgebildeter Lenkzylinder zugeordnet ist, der am Achskörper der Hinterachse lagefixiert ist und der jeweils schwenkbeweglich mit den Spurstangen gekoppelt ist.

In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung lassen sich mit dem Fahrzeug dann kollisionsfrei große Lenkwinkel realisieren, wenn die Räder der Hinterachse in der maximalen Kurvenposition eine Lage einnehmen, in der das innen liegende Rad eine Vorderkante aufweist, die in der Nähe des diesem Rad benachbarten Bereichs des Chassis angeordnet ist und in der eine hintere Kante des äußeren Rades in der Nähe des diesem Rad benachbarten Bereichs des Chassis angeordnet ist

In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung erreicht das Fahrzeug dann kleine Wendekreise und damit eine hohe Wendigkeit, wenn in der maximalen Kurvenposition das innere Rad einen Wenderadius aufweist, der kleiner als der Wenderadius des äußeren Rades ist.

Aufgrund des bei Landmaschinen stark eingeschränkten Bauraumes und stetig zunehmenden Reifengröße kommen die beschriebenen Effekte dann besonders zur Geltung, wenn das Fahrzeug als landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, insbesondere Mähdrescher ausgebildet ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand weiterer Unteransprüche und werden nachfolgend an Hand in mehreren Figuren dargestellter Ausführungsbeispiele beschrieben. Es zeigen:

Figur 1

eine Seitenansicht einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine

Figur 2

eine Vorderansicht der erfindungsgemäßen Hinterachse gemäß der in Figur 1 eingezeichneten Blickrichtung A

Figur 3

eine Draufsicht auf die erfindungsgemäße Hinterachse

Figur 1 zeigt eine als Mähdrescher 2 ausgeführte landwirtschaftliche Arbeitsmaschine 1, die in einem frontseitigen, einem adaptierten Vorsatzgerät 3 nachgeordneten Bereich eine Laufräder 4 tragende Vorderachse 5 aufnimmt, wobei die Laufräder 4 starr mit der Vorderachse 5 verbunden sind und aktiv angetrieben werden. Im rückwärtigen Bereich der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 ist der Vorderachse 5 eine gelenkte Räder 6 aufnehmende erfindungsgemäße Hinterachse 7 nachgeordnet, wobei den gelenkten Rädern 6 in noch näher zu beschreibender Weise Bereiche 8 des Chassis 9 der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 wenigstens teilweise benachbart zugeordnet sind.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Hinterachse 7 im Detail. Die Hinterachse 7 umfasst einen Achskörper 10, der über eine noch näher zu beschreibende Pendelvorrichtung 11 am Chassis 9 der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 schwenkbeweglich angelenkt ist. Zudem ist jedes der gelenkten Räder 6a, b der Hinterachse 7 über eine noch näher zu beschreibende Schwenkvorrichtung 12 mit dem Achskörper 10 der Hinterachse 7 verbunden.

Die Pendelvorrichtung 11 wird von einem Koppelgetriebe 13 gebildet, welches paarweise angeordnete als Schwingen ausgeführte Lenker 14, 15 umfasst, wobei jeder Lenker 14, 15 mittels eines oberen Gelenks 16, 17 schwenkbeweglich am Chassis 9 befestigt ist. Jeder der Lenker 14, 15 nimmt zudem ein unteres Gelenk 18, 19 auf mittels dessen der jeweilige Lenker 14, 15 schwenkbeweglich an dem Achskörper 10 der Hinterachse 7 adaptiert ist. Die oberen und unteren Gelenke 16-19 sind dabei so zueinander positioniert, dass der Abstand 20 der oberen Gelenke 16, 17 zueinander geringer als der Abstand 21 der unteren Gelenke 18, 19 der paarweise angeordneten Lenker 14, 15 zueinander ist.

Je nach Neigung des Feldbodens 22 quer zur Fahrtrichtung FR schwenken die die Koppelglieder 23, 24 des Koppelgetriebes 13 bildenden Lenker 14, 15 um die oberen Gelenke 16, 17 auf den in Figur 2 dargestellten Kreisbahnen 25, 26. Zugleich pendelt die Hinterachse 7 um eine virtuelle Pendelachse 27, deren Lage im Raum durch die jeweilige Lage der Lenker 14, 15 bestimmte wird. Dieses Pendeln der Hinterachse 7 um die virtuelle Pendelachse 27 führt zugleich zu einer Verschiebung 28 der Hinterachse 7 quer zur Fahrtrichtung FR. Diese Verschiebung 28 der Hinterachse 7 führt dazu, dass sich der Abstand 29 des in Verschieberichtung liegenden Rades 6a zu dem ihm benachbarten Bereich 8a des Chassis 10 vergrößert, während das weitere Rad 6b unter den diesem Rad 6b benachbarten Bereich 8b des Chassis 9 verschwenkt wird, sodass sich die Kollisionsgefahr zwischen den gelenkten Rädern 6a, b der Hinterachse 7 und dem Chassis 9 beim Lenken in einer Schräglage der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 erheblich verringert. Eine besonders sichere und kraftgerechte Pendelbewegung der Hinterachse 7 wird dann erreicht, wenn beide Lenker 14,15 gleich groß sind, dass heißt, an jedem Lenker 14, 15 die oberen und unteren Gelenke 16-19 jeweils denselben Abstand 30 zueinander haben und dieser Abstand 30 größer ist als der Abstand 20 der oberen Gelenke 16, 17 benachbarter Lenker 14, 15 zueinander.

Figur 3 zeigt im Detail die erfindungsgemäße Schwenkvorrichtung 12 die jeweils das ihr zugeordnete Rad 6a, 6b schwenkbeweglich mit dem Achskörper 10 der Hinterachse 7 verbindet. Die Schwenkvorrichtung 12 ist als Koppelgetriebe 31 ausgebildet, wobei die noch näher zu beschreibende Aktivierung des Koppelgetriebes 31 zu einer quer zur Fahrtrichtung FR orientierten Verschiebung 32 der Räder 6a, 6b der Hinterachse 7 gegenüber dem Achskörper 10 führt.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst die Schwenkvorrichtung 12 zunächst drehfest mit dem Achskörper 10 verbundene gabelförmige Schwenklagerungen 33 zur schwenkbeweglichen Aufnahme der jedem Rad 6a, 6b zugeordneten Achsschenkelbolzen 34. Jeder Achsschenkelbolzen 34 wird frei drehbar von dem jeweiligen Achsschenkel 35 und einem diesem unter einem Winkel angeformten Spurstangenbefestigungsteil 36 umgriffen, wobei der Achsschenkel 35 an seinem freien Ende in die Achszapfennabe 37 mündet, die schließlich das jeweilige Rad 6a, 6b der Hinterachse 7 aufnimmt. Erfindungsgemäß ist jeder Achsschenkelbolzen 34 vor dem ihm zugeordneten Achsschenkel 35 bezüglich der Vorwärtsfahrtrichtung FR der landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine 1 angeordnet. Weiter nehmen die Spurstangenbefestigungsteile 36 an ihren freien Enden jeweils gelenkig eine Spurstange 38 auf. Jede der Spurstangen 38 ist anderenends schwenkbeweglich mit dem als doppeltwirkender Hubzylinder ausgebildeten Lenkzylinder 39 verbunden, wobei der Lenkzylinder 39 an dem Achskörper 10 der Hinterachse 7 lagefixiert ist. Durch Druckbeaufschlagung des Lenkzylinders 39 werden die Kolbenstangen 40 aus dem Lenkzylinder 39 ausgefahren oder in diesen hinein bewegt, wobei sich die Räder 6a, 6b der Hinterachse 7 zwischen den in Figur 3 durchgezogen und gestrichelt dargestellten Lenkpositionen bewegen können. Mithin bilden im dargestellten Ausführungsbeispiel die Schwenklagerungen 33, die Achsschenkelbolzen 34, die Achsschenkel 35 mit zugehöriger Achsschenkelnabe 37, die Spurstangenbefestigungsteile 36, die Spurstange 38 sowie der Lenkzylinder 39 die Koppelglieder 41 der erfindungsgemäßen Schwenkvorrichtung 12.

Die Länge der Koppelglieder 41 ist zudem so aufeinander abgestimmt, dass die Räder 6a, 6b der Hinterachse 7 in der in Figur 3 dargestellten maximalen Kurvenposition eine Lage einnehmen, in der das innen liegende Rad 6a eine Vorderkante 42 aufweist, die in der Nähe des diesem Rad 6a benachbarten Bereichs 8 des Chassis 9 angeordnet ist und in der eine hintere Kante 43 des äußeren Rades 6b in der Nähe des diesem Rad 6b benachbarten Bereichs 8 des Chassis 9 angeordnet ist. Die Dimensionierung der Koppelglieder 41 ist zugleich so gewählt, dass in der in Figur 3 dargestellten maximalen Kurvenposition das innere Rad 6a einen Wenderadius 44 aufweist, der kleiner als der Wenderadius 45 des äußeren Rades 6b ist, dass heißt beide lenkbaren Räder 6a, 6b der Hinterachse 7 haben bis zum Erreichen ihrer maximalen Lenkpositionen unterschiedlich große Lenkwinkel überstrichen, sodass sichergestellt wird, dass auch in den maximalen Lenkpositionen eine Kollision mit Bereichen 8 des Chassis 9 vermieden wird.

1

landwirtschaftliche Arbeitsmaschine

2

Mähdrescher

3

Vorsatzgerät

4

Laufrad

5

Vorderachse

6

Rad

7

Hinterachse

8

Bereich des Chassis

9

Chassis

10

Achskörper

11

Pendelvorrichtung

12

Schwenkvorrichtung

13

Koppelgetriebe

14

Lenker

15

Lenker

16

oberes Gelenk

17

oberes Gelenk

18

unteres Gelenk

19

unteres Gelenk

20

Abstand

21

Abstand

22

Feldboden

23

Koppelglied

24

Koppelglied

25

Kreisbahn

26

Kreisbahn

27

virtuelle Pendelachse

28

Verschiebung

29

Abstand

30

Abstand

31

Koppelgetriebe

32

Abstand

33

Schwenklagerung

34

Achsschenkelbolzen

35

Achsschenkel

36

Spurstangenbefestigungsteil

37

Achszapfennabe

38

Spurstange

39

Lenkzylinder

40

Kolbenstange

41

Koppelglied

42

vordere Kante

43

hintere Kante

44

Wenderadius

45

Wenderadius

FR

Vorausfahrtrichtung